Андрей Кашкаров - Микроволновые печи нового поколения. Устройство, диагностика неисправностей, ремонт

Чтобы выявлять такие печи и другие устройства, использующие генераторы СВЧ-излучения (сотовые телефоны), до возникновения необратимых последствий для здоровья, существуют индикаторы СВЧ-излучения. Простейшая схема индикатора СВЧ-излучения представлена на рис. 1.5.

Петля – это отрезок медного провода диаметром 1–1,5 мм. Для этой цели вполне подходит проволока для точечной электрической сварки. СВЧ-диод – диод типа 2А202А, ДК-В8 или аналогичный. Тестер – миллиамперметр с катодом полного отклонения стрелки 100 мкА. В данном случае лучше применить стрелочный прибор, например Ц4342, Ц4317 или аналогичный. Неполярный конденсатор – любой, например типа МБМ

Рис. 1.5. Простая схема индикатора СВЧ-излучения, которую можно собрать самостоятельно

Узел соединения магнетрона с источником питания содержит переходные конденсаторы, которые (совместно с дросселями) образуют фильтр для защиты от проникновения СВЧ-излучения из магнетрона и волновода вовне. Принцип проверки микроволновой печи несложен – «петлю» с микроамперметром медленно проводят рядом с корпусом микроволновой печи (на расстоянии от него 1–6 см).

Рис. 1.6. Бытовой цифровой частотомер

Медленная скорость «сканирования» нужна для того, чтобы зафиксировать микроволновое излучение в наиболее опасной зоне печи.

Генератор СВЧ-излучения включается в печи не постоянно (во время приготовления пищи), а периодически. Это заметно и визуально: чуть меркнет лампа подсветки внутри рабочей камеры печи и чуть более шумит печь при включении генератора.

На рис. 1.6 представлен промышленный прибор – электронный частотомер, с помощью которого можно удостовериться в исправности СВЧ-печи в режиме ее активной работы и, соответственно, в исправности магнетрона. Прибор достаточно держать на расстоянии 5-10 см от передней дверцы СВЧ-печи.

На рис. 1.7 приведена иллюстрация бытового частотомера в действии по контролю работоспособности СВЧ-печи.

Рис. 1.7. Прибор контроля в действии

На рис. 1.8 представлен другой бытовой прибор-индикатор, реагирующий на СВЧ-колебания (на расстоянии до 10 см) вспышками светодиодного индикатора.

Рис. 1.8. Внешний вид простого светодиодного индикатора СВЧ-излучения

Это источник СВЧ-энергии. Важнейший компонент СВЧ-печи – магнетрон – это электровакуумный диод, предназначен для генерирования колебаний СВЧ.

При работе магнетрона выделяется мощность, которая переходит в тепло, поэтому внутри рабочей камеры создается тепловое электромагнитное поле. Генерируемая магнетроном мощность поступает по волноводу – устройству, передающему энергию в рабочую зону печи, представляющую собой прямоугольную камеру (рабочая камера).

Рядом с волноводным выходом расположен вращающийся столик, на который помещают обрабатываемый продукт. Все это находится внутри корпуса СВЧ-печи.

Важно, чтобы излучение (опасное для жизни при непосредственном воздействии на человека) не выходило за пределы корпуса печи.

Корпус печи представляет собой замкнутую металлическую конструкцию, которая одновременно является экраном для излучения СВЧ во время работы печи (см. рис. 1.1).

При любом назначении СВЧ электротермической установки она имеет структурную схему, приведенную на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Структурная схема СВЧ-установки

Как было замечено выше, основным генератором СВЧ-энергии является магнетрон. Из приборов других типов наиболее перспективны клистроны и СВЧ-триоды. Генерируемая мощность поступает по волноводу (линия связи) в рабочую зону СВЧ-печи, представляющую собой прямоугольную камеру (рабочая камера). Рядом с волноводным выходом расположен диссектор, вращающийся от воздушной струи вентилятора. Диссектор необходим для того, чтобы получать равномерное распределение СВЧ-поля по объему камеры и, следовательно, обеспечить равномерный нагрев продукта.

Многие в этом месте зададут себе или мысленно автору справедливый вопрос: какой диссектор, это же «вчерашний день». Отнюдь, дорогие мои. В китайских СВЧ-печах, которые традиционно уже продаются на всей территории России, действительно в новейших конструкциях СВЧ-печей используют вращающийся столик, на который помещают обрабатываемый продукт. Система управления (иначе – блок управления и ввода информации) управляет технологическим процессом обработки. А в новейших СВЧ-бытовых установках, которые сегодня продаются в Европе, в частности в магазинах Германии и Финляндии, такие установки не содержат вращающегося столика, а имеют именно диссектор, то есть наиболее предприимчивые финны и германцы и их партнеры из Китая вернулись снова к диссекторам. Причем качество приготовления продуктов, на мой взгляд, в таких СВЧ-печах только улучшилось, значит, как обычно, через 20 лет и нам в России надо ждать такие же бытовые СВЧ-установки.

Установки и камеры должны удовлетворять определенным требованиям. Так, они должны обеспечивать заданный технологический режим термообработки, надежную работу генератора, защиту обслуживающего персонала от СВЧ-излучения.

К рабочей камере предъявляется требование равномерного нагрева по объему объекта с заданной скоростью нарастания температуры (темпом нагрева).

Для надежной работы генератора коэффициент стоячей волны по напряжению камеры не должен превышать допустимого для данного генератора значения. В этом отношении наибольший интерес представляют камеры с бегущей волной, так как они, практически не влияя на работу генератора, могут быть использованы с любым источником СВЧ-энергии.

Защита обслуживающего персонала от СВЧ-излучения осуществляется разумным конструированием системы загрузки-выгрузки. В конструкции рабочей камеры современной СВЧ-печи обязательно установлены блокировочные устройства, выключающие генератор в аварийных ситуациях.

Для бытовой термообработки в диапазоне волн СВЧ используются электромагнитные колебания на частотах 2375, 2450 МГц – у очень старых моделей и до 10–12 ГГц – в современных печах. В табл. 1.1 приведены сведения о глубине проникновения электромагнитной волны в некоторые из диэлектриков с потерями. Если вместо диэлектриков (продуктов) помещать в бытовую СВЧ-установку проводящие предметы, например металлическую банку с тушенкой, то часто такой эксперимент приводит к последующему ремонту СВЧ-печи.